LE GONFLAGE DES GROS-MONO

Le Piston

La meilleure façon et la plus efficace pour de gagner des chevaux sur un moteur reste l’augmentation de la cylindrée. Pour y parvenir, il existe 2 voies : le sur-alésage ou l’augmentation de la course. Cette dernière méthode est de loin la plus inabordable pour le commun des mortels dans le mesure où il faut modifier le vilebrequin pour gagner en course (en montant un maneton plus petit excentré et en surélevant le cylindre par exemple) ce qui demande beaucoup de matériel et d’expérience.

Nous n’aborderons donc ici que l’augmentation de l’alésage. Cette méthode permet d’augmenter le couple (et donc la puissance) sans augmenter le régime d’obtention.
Les deux problèmes rencontrés sont l’existence de piston de gros diamètre adaptable et les limites d’alésage tolérable de la chemise.
En effet, au delà d’une certaine limite, la chemise devient trop fine et se déforme alors rapidement. Dans ce cas, il faut remplacer la chemise d’origine par une autre plus résistance. C’est le cas pour les DR350 sur-alésées à 380, voire 440 cc. CRD commercialisent des chemises plus résistante ainsi que le piston adapté pour faire grimper la cylindrée.

Attention, si les vilebrequins d’origine sont  généralement largement dimensionnés sur les gros-mono, il n’en est pas de même pour la bielle qui aura bien du mal à encaisser l’augmentation de la PME (pression moyenne effective) consécutive au sur-alésage. Le remplacement par une bielle forgée (Carillo) est recommandé.

Le résultat d’un sur-alésage est généralement très bénéfique. Le couple augmente proportionnellement à l’augmentation de la cylindrée, la puissance aussi.
Toutefois, le remplacement du piston et de la bielle peut entraîner un décalage de la zone de vibration vers le haut ou vers le bas.
De même, l’augmentation de la cylindrée doit faire l’objet d’un passage au mines afin d’obtenir une nouvelle carte grise en règle… Bonne chance… C’est vous qui voyez, mais vous êtes prévenus ! A bon entendeur...

Le travail au niveau de la culasse se résume (enfin, se résume... quand on en connaît la difficulté et le temps) à l’égalisation et au polissage des conduits. Les plus avertis (ou les plus fous…) pourront pousser l’expérience jusqu’à modifier la géométrie des conduits, mais ces opérations demande beaucoup de métier et de précision ainsi qu’un outillage professionnel (flexible notamment).

Je ne parlerai ici que de l’égalisation et du polissage de la culasse. La modification des conduits ne sera pas abordé. Si vous voulez en savoir d’avantage, je vous recommande les deux ouvrages suivant : la Préparation des Moteurs 4 temps (voir Bibliographie) et la Préparation des moteurs moto de JF Robert (voir Biblio).

Pour ces opérations, vous aurez besoin d’un minimum de matériel qui reste toutefois dans des limites budgétaire cohérentes. Il est évident que lorsqu’on s’attaque à des modifications de conduits, le matériel requit doit être de qualité professionnelle, avec un prix professionnel évidement...

Le résultat sur une culasse qui a déjà pas mal d’heures de vol ne sera pas aussi « éblouissant » que sur une culasse neuve. De même, les professionnels de cette discipline n’auront pas de mal à faire beaucoup mieux, mais c’est mieux que rien.

Les bénéfices de fonctionnement du moteur ne sont pas flagrants, et disons-le, le polissage de la culasse relève plus du perfectionnisme que de l’efficacité pure.
Toutefois, cette opération participe à de meilleures montées en régime et à une meilleure stabilité sur les différents régimes. Il n’est donc pas inutile de polir sa culasse.

Les arbres à cames d’origine sont conçus pour apporter le plus d’homogénéité possible au moteur et s’accordent pour le mieux aux échappements d’origine. de plus, ils sont calculés pour une moindre consommation de carburant.
Il n’est donc pas très difficile d’obtenir un gain de puissance en remplaçant l’élément d’origine par un modèle pourvu de lois de levée et de diagramme nettement plus pointu!

Mais attention, une augmentation des vitesses et des hauteurs de levées provoque l’affolement des soupapes à un régime plus réduit que d’origine. Il faut alors monter des ressorts de soupapes plus puissants.
Cette contrainte engendre de plus grands efforts au niveau des paliers d’arbres à cames et des axes de culbuteurs au grand détriment de la fiabilité.
L’usure va alors s’accélérer et peut rapidement signer l’arrêt de mort des paliers d’arbres à cames. Ce qui suppose le remplacement de la culasse et du cache culbuteur...

Je vous conseille donc de vous en tenir aux montages d'arbres à came sde type "stage 1", sauf si vous avez décidé de vous construire une moto réservée à la compétition.

Il y a plusieurs stades de préparation d'un arbre à came. Le stage 1 consiste uniquement à donner un profil plus "ventru" aux cames : sur ce type d'arbre à came, seul le diagramme est modifié (temps de remplissage augmenté), mais les vitesses de fermeture de soupapes sont sensiblement égales à l'origine, permettant de conserver les ressorts d'origine.

La préparation en stage 1 est généralement facilement réalisable, sans changer les cames en métal. On obtient une modification du diagramme par simple retaillage des profils en retirant de la matière au dos des cames. De ce fait, cela permet de pouvoir retravailler légèrement la partie "ventrue".
Après le retaillage, un traitement thermique est appliqué afin d'obtenir une surface dure et lisse.

En France, l'atelier le plus réputé pour les travaux sur les arbres à cames est sans conteste les établissements Augereau à Laigne-en-Belin, près du Mans dans la Sarthe (72). Ils préparent les arbres à cames des Suzuki officielles du SERT (endurance). Ils proposent de vous retailler votre arbre à cames selon le modèle.

Les arbres à cames " stage 1 " permettent de gagner un bon paquet de couple à mi-régime ce qui, sur un Gros-mono, est une avantage certain ! On obtient de meilleures reprises, avec plus de "patate" dans les coups d'accélération.

La boite à air

Afin d'améliorer la respiration du moteur, il peut être utile de modifier l'admission au niveau du filtre et du boîtier. Mais attention, la boite à air joue un rôle prépondérant dans le fonctionnement et le bon rendement d'un moteur. Elle permet de stabiliser le flux d'air en évitant les turbulences, facteurs de résistances importants.
Modifier la boite doit donc se faire avec précaution et réflexion préalable : une mauvaise transformation et/ou découpe peut paradoxalement faire diminuer le rendement du moteur.

D'une façon générale, toute entrée d'air doit être la plus progressive possible afin que la mise en vitesse de la colonne d'air soit également la plus progressive possible.
Tout passage "cassé" (présentant des arrêtes vives) opposent d'importantes perturbations du flux (turbulences), engendrant d'importantes pertes de charge. C'est pourquoi les admissions sont toujours pourvues de "cornet" (entrée conique) afin de favoriser la progressivité de l'accélération du flux.

Notamment, il est déconseiller de retirer des manchons caoutchouc d'entrée de boite à air en pensant augmenter simplement la section de passage de l'air. Si la section est effectivement augmentée, les pertes de charge due à une forte perturbation du flux d'air aux entrées non progressives opposent une résistance non négligeable au passage de l'air et donc, une perte d'efficacité (et une augmentation du bruit d'admission).

Cependant, il est utile de faciliter au maximum le passage du flux d'air afin de réduire au maximum les frottements. Par exemple, sur l'admission des DR-350, une grille est placée entre le filtre et la pipe d'admission. Retirer cette grille est inutile car elle supprime un facteur de perturbation non négligeable.

Lorsque c'est possible (environnement pas trop poussiéreux ou filtration renforcée), une ouverture franche du boîtier permet de régler les problèmes d'écoulement d'air.

De plus, pour une utilisation off-road, la boite à air joue un rôle majeur dans la capacité à empêcher sable et poussière d'atteindre le cylindre : un boîtier très ouvert offre une grande facilité à la poussière de pénétrer jusqu'au filtre. Pour une utilisation "extrême" (dunes, tempête de sable), un boîtier trop ouvert favorise le colmatage du filtre et la pénétration du sable dans le moteur. Pour cette utilisation, l'entrée d'air de la boite à air doit être protéger par de la toile "sand-stop". Il s'agit d'une toile à maille très fine qui arrête efficacement la pénétration de la poussière dans le boîtier.
Le sand-stop peut également se présenter sous la forme d'une "housse" qui recouvre complètement le filtre à air (filtre mousse). Certaines sont à usage unique alors que d'autres peuvent être réutilisées après les avoir convenablement secoué.

Le filtre à air

Deux cas se présentent : le filtre à air papier (cartouche de papier filtre plissé) et le filtre mousse (élément hémisphérique constitué de mousse de densité parfois variable). On peut rajouter le cas particulier des filtres K&N réalisés sur la base d'une trame de coton huilée.

     Cas des filtres papier :

rencontré d'origine sur la plupart des motos routières, des trails multicylindres et de certains gros-mono, dont le DR750/800.

Ils sont constitués d'une feuille de papier filtre plissée pour accroître la surface d'échange. Ils ne sont pas reconditionnables (pas de nettoyage possible, sauf superficiel à la soufflette).
Ils ne conviennent pas forcément pour les conditions extrêmes de poussière, notamment la poussière fine rencontrée lors de raids africains (désert, piste, fesh-fesh).

Leur remplacement est le bienvenu, dans ces conditions, par un élément K&N (voir plus loin) plus performant, filtrant mieux et nettoyable.
C'est souvent le seul choix possible : le remplacement par un filtre mousse est souvent rendu impossible par le mode de construction de la boite à air : l'air passe par le filtre et pénètre dans la boite laquelle est directement reliée aux cornets des carburateurs (les mousses sont quant à elles placées devant les cornets à l'intérieur de la boîte).

     Cas des filtres mousse :

Nombre de trails gros-mono sont pourvu d'un élément filtrant en mousse. Les mousses demandent à être régulièrement entretenues pour rester efficaces (nettoyage, huilage). A cette condition et en choisissant une mousse de grande qualité (Twin-Air par exemple, qui équipe d'origine toutes les KTM), ce type de filtre est très performant :

• Très bonne filtration (plusieurs densités de mousse + huilage)

• Peu de pertes de charges (si la surface est suffisante)

• Réutilisable (nettoyage et re-huilage)

• Tranquillise efficacement le flux d'air, améliore le couple.

     Cas des filtres K&N :

Les filtres K&N sont réalisés par les superpositions de plusieurs trames de coton plissée et huilée. Ce type de filtre permet de réduire la perte de charge par rapport à un filtre papier standard.
Le moteur aura tendance à prendre plus vite ses tours.

Les K&N peuvent trouver une réelle utilité dans le remplacement d'un filtre papier. Les filtres mousses de bonne conception (Twin-Air) étant au moins aussi performants (en terme de résistance au flux d'air et de filtration) et atténuent mieux les bruits d'admission.

La plupart des gros-mono sont encore équipés de carburateurs (mais l'injection arrive rapidement, normes Euro3 obligent). Généralement, ce sont des carburateurs à dépression plus que des carburateurs à boisseau. Pour rappel :

Carburateur à dépression : l'ouverture du boisseau est commandé indirectement par une membrane lors de l'ouverture du papillon des gaz, lequel communique la dépression d'admission vers la membrane qui soulève alors le boisseau. Ce type de carburateur permet un fonctionnement très linéaire et contrôlé de la carburation. Les japonais sont passés maître dans la maîtrise de ce genre de carburateur (Mikuni et Keihin).
L'ouverture progressive du boisseau permet d'enrichir naturellement le mélange.

Carburateur à boisseau : le boisseau est directement commandé par la poignée de gaz. Une pompe de reprise permet d'enrichir le mélange dans les phases d'accélération. Ce type de carburateur offre des accélérations plus vives mais sont plus difficile à régler.

Boisseaux plats montés sur galets, palonniers montés sur roulements, venturis savamment calculés, pompe de reprise, etc... les Keihin FCR sont ce qui se fait de mieux et d'abouti en terme de carburateur. Mais leur prix les confine à être utilisés que dans des préparations complètes et onéreuses.

Le remplacement du carburateur d'origine (généralement à dépression) par un modèle à boisseau type Keihin FCR ou Mikuni TM s'inscrit uniquement dans une préparation poussée de moteur (sinon, c'est "de la confiture au cochon" !) et nécessite parfois d'agrandir les conduits d'admission (selon les modèles).

Lors du remplacement du silencieux par un modèle plus libre, de la modification de l'admission d'air et/ou par la modification de la distribution (arbre à came retaillé), il peut devenir nécessaire de modifier les paramètres de carburation.

• Le gicleur de ralenti et la vis d'air (ou de richesse selon le cas)

• L'aiguille et le puits d'aiguille

• Le gicleur principal Chacun de ces éléments régit une plage de fonctionnement du moteur différente.

Cependant, ces zones se recoupent et se complètent selon le schéma ci-dessus montrant l'influence de chacun des éléments du carburateur selon l'ouverture du boisseau.

L'utilisation d'un échappement plus libre nécessite généralement un enrichissement de la carburation.

L'échappement doit être une des pièces de la moto la plus fréquemment remplacée par de l'adaptable. Pourtant, cette modification n'a de fondement que si elle s'inscrit dans un ensemble de modifications.

     Gain de poids

Au delà des considérations de performances moteur, le remplacement du système d'échappement d'origine peut se justifier par les importants gains de poids direct et indirect qu'il peut impliquer pour certains modèles.

Un bon exemple est le DR-800. L'échappement d'origine est constitué d'un diviseur placé derrière l'amortisseur lequel relie les deux silencieux d'échappement placés de part et d'autre de la boucle arrière de cadre.

Le remplacement de l'ensemble du système par un silencieux unique (type Lazer Produro) permet de supprimer, au final, un silencieux et le diviseur. Le gain de poids est de l'ordre de 5 kg!

Indirectement, l'ablation du système d'origine permet de simplifier singulièrement la boucle arrière de cadre et de pouvoir ainsi retirer la très lourde armature de bavette arrière (laquelle soutient en partie également les silencieux d'origine). C'est à nouveau 5 kg de gagner, pour un total de 10 kg !

     Gain de performances

La modification de l'échappement dans un but d'augmentation des performances moteur (donc, au dessus toute considération esthétique) ne peut s'envisager qu'en considérant l'accord admission / échappement.
En clair, pour obtenir un meilleur rendement avec un échappement plus libre, il est impératif d'accorder toute la chaîne "thermodynamique" en amont, donc, la carburation, en clair !

De même, la performance d'un silencieux se mesure par sa faculté à minimiser les contre pression et, dans une moindre mesure pour les moteurs 4 temps, à être acoustiquement accordé avec le régime moteur et l'admission (paramètre capitale dans le cas des 2 temps).

Mais attention, avant d'investir dans la plomberie, il faut savoir que rares sont les échappements adaptables (homologués) qui améliorent effectivement le rendement du moteur.

Il existe donc deux cas de figure : les systèmes "libérés" avec silencieux non homologués et les systèmes "OEM" avec silencieux homologués.

Dans tous les cas, en cas de remplacement d'une double sortie par une sortie simple (exemple : DR800 SR43 : double silencieux), il convient de vérifier que la section (la surface) de l'unique sortie est au moins égale à la somme des sections des deux sorties.

     Echappements homologués

Les silencieux homologués ne présentent comme principal avantage d'être en règle vis-à-vis de la réglementation en matière de bruit et de ne nécessiter quasiment aucune modification du système d'admission.
A ce titre, ces silencieux doivent être estampillé d'un numéro d'homologation "TPSI".

Rares sont les silencieux adaptables homologués qui améliorent significativement les performances du moteur. Au mieux, ils conservent le même comportement du moteur.
D'ailleurs, le fait que les constructeurs d'échappements précisent que le montage d'un échappement homologué ne nécessite aucun réglage de carburation est bien la preuve que le gain est quasiment nul.
Donc avant de remplacer votre silencieux, il convient de réfléchir à vos réelles motivations et objectifs dans ce changement. Les échappements d'origine sont développés par des équipes d'ingénieurs qui ont à leur disposition des moyens performants et précis pour les mettre au point.

Une exception pour les Devil homologués réputés pour améliorer significativement le fonctionnement du moteur par rapport à l'origine. Malheureusement, Devil ne fabrique plus de silencieux pour les trails "anciens" (c'est-à-dire des années 90 et avant...)

Il est également possible d'augmenter de façon très sensible les performances moteur lorsqu'on remplace des silencieux à catalyseur intégré par des modèles de bonne qualité sans catalyseur mais homologués.
Par exemple, sur les KTM LC8, le montage de silencieux Ackrapovic en remplacement des originaux se solde, au prix d'un réglage de la carburation et d'une légère modification du boîtier de filtre (comme quoi il n'y a pas de fumée sans feu), d'une spectaculaire amélioration du moteur.

     Echappements non homologués

Les échappements non homologués présentent le grand inconvénient d'être (très) bruyant. En conséquence, leur usage est interdit sur la voie publique. Il porte la mention "For racing use only", ne laissant planer aucun doute à propos de leur nature!!

Tout échappement plus performant repose sur une diminution des pertes de charges dans le système d'échappement (coude, silencieux) ce qui implique, au minimum, un réajustement de la carburation.

Ce genre de silencieux est dans la grande majorité des cas "à absorption" : l'atténuation sonore est assurée par un matériau absorbant (laine de roche) enroulée autour d'un tube de fuite percé de nombreux trous. Le trajet des gaz est donc le plus direct possible, mais l'absorption du son est plus faible qu'avec un silencieux à chicanes.

Les échappements non homologués, pour peu que des réglages de carburation adaptés aient été pratiqués, permettent un gain de puissance et de couple, notamment dans la moitié supérieure de plage d'utilisation du moteur.

Pour les bricoleurs avertis bien équipés (soudure, cintreuse, fraiseuse), il est possible de concevoir une ligne de A à Z. Un moteur 4 temps, dans une moindre mesure que le deux temps, est un système "harmoniques" : le battement du piston engendre des ondes de pression et (donc) contre-pression dans le système d'admission, répondant aux lois de l'acoustique (mécanique classique).

Les sections de passage, les chicanes et les différentes longueurs de tubes ont une influence sur le caractère du moteur. Des calculs permettent de déterminer les sections et longueurs de tuyau nécessaire à la fabrication de la ligne d'échappement.

     Réduction du bruit

Il existe des systèmes permettant de réduire le bruit des silencieux à absorption (les fameux "dB killers") : il s'agit de chicane de forme variable selon les marques) qui se placent dans la plupart des cas au niveau de la sortie de silencieux (maintenu par une vis ou un rivet).

Un exemple de chicane "dB-killer" montée sur les modèles "Duo-tech" du manufacturier hollandais Laser (vu sur http://www.ambi-bike.de) :

Avec la chicane coudée, le niveau de bruit permet de rester dans les normes. Ce silencieux est homologué pour l'usage routier, munis de sa chicane.

Une simple vis (ou rivet) permet de retirer la chicane "street-legal" et de la remplacer par un tube droit. Bien entendu, le silencieux n'est plus homologué… Ce type de silencieux présente l'avantage d'être facilement transformable et sans frais (les chicanes sont fournies).

     Réduction de la température moteur

La détente des gaz étant un phénomène endothermique (qui refroidit si vous préférez), un échappement plus libre (à condition de régler la carburation, on ne le répétera jamais assez) permet d'abaisser sensiblement la température du moteur en facilitant l'évacuation de gaz d'échappement. Par exemple, l'adoption d'un Akrapovic auquel on a retiré la chicane sur un LC4 permet de faire très nettement diminuer la température du moteur dans des conditions difficiles (dune de sable, température extérieure : + de 30°C).

La légende selon laquelle un silencieux non homologué fait chauffer les moteurs et est à l'origine de la détérioration des sièges d'échappement n'est vraie que lorsque la carburation n'est pas enrichie (du moins réglée) en conséquence.

     Les coudes d'échappement

Avant de remplacer votre coude d'échappement, examiner de près celui d'origine : il n'est pas rare que la soudure de la bague coté sortie de culasse déborde largement à l'intérieur du tube. Sur le DR800, on peut constater un rétrécissement de l'ordre de 4 à 5 mm du diamètre utile de sortie ! Il convient alors, à l'aide du flexible équipé d'une fraise ou d'une meule, d'éliminer le cordon de soudure interne, ce qui facilitera le passage des gaz.

Il peut être intéressant, dans certain cas, d'adapter un coude d'échappement dit "gros diamètre" en place de l'origine. Cette transformation n'est vraiment "rentable" que si le diamètre interne du coude d'origine est nettement plus petit que le diamètre du conduit d'échappement de la culasse.

Ce type de coude peut parfois faire gagner un peu de couple (s'il est associé au silencieux correspondant), mais ne vous attendez pas à des miracles. Par contre, il peut participer à abaisser la température du moteur dans la mesure où il facilite l'évacuation des gaz (diminution de la contre pression).

Généralement fabriqué en inox, ces coudes permettent aussi d'éviter de devoir repeindre tous les ans votre coude et donne un meilleur aspect (mais c'est très subjectif).

Après avoir passer en revue l'ensemble des éléments du moteur, il est intéressant d'aborder le problème de la transmission. Evidemment, il n'est pas question de revoir les rapports de boite, ce genre de préparation est réservée à des préparations poussées. Par contre, il peut être utile et facile d'agir sur la démultiplication finale en jouant sur le pignon de sortie de boîte de vitesse (SBV) et/ou sur la couronne de roue arrière.

Avant de pousser plus loin, il est bon de rappeler les définitions de base :

• Allonger la transmission : diminuer la démultiplication. Pour un même nombre de tours du pignon SBV, la roue arrière fera plus de tour. En clair, la roue tourne plus vite pour un régime moteur donné.

• Raccourcir la transmission : augmenter la démultiplication. Pour un même nombre de tours du pignon SBV, la roue arrière fera moins de tour. En clair, la roue tourne moins vite pour un régime moteur donné.

Le principe est simple et s'illustre bien par un exemple :

Prenons une moto dont les paramètres d'origine sont les suivants :

• A = vitesse à 5000 tr en 5éme : 120

• B = démultiplication : 14x43 (nombres de dents pignon SBV x couronne)

• C = différence de régime entre deux rapports de boites : 1200 tr

On aura alors :

• On allonge la transmission avec B = 15x43 (ou 14x40). De ce fait, C = 1400 tr et A = 130

• On raccourci la transmission avec B = 13x43 (ou 14x48). De ce fait, C = 1000 tr et A = 110.

Il s'agit ici d'un exemple, les valeurs sont inventées, mais la tendance est respectée.

• En allongeant la transmission, on gagne en vitesse maximum (et en vitesse de croisière) mais on perd en vivacité du moteur.

• En raccourcissant la transmission, on perd en vitesse maximum (et en vitesse de croisière) mais on gagne en vivacité du moteur.

On peut choisir "d'investir" le gain de couple et de puissance gagné sur le moteur dans la vitesse maximum. Dans ce cas, on allonge la transmission, la différence avec la moto d'origine réside dans la vitesse à accélération égale. Ou on peut choisir "d'investir" dans la vivacité en raccourcissant la transmission. la différence avec la moto d'origine est un moins grande vitesse maxi (ou égale) mais une vivacité décuplé par les effets additionnels de l'améliorations de performance et d'un rapport plus court.

Que choisir ? Tout dépend de l'usage de la moto : pour un usage sur route tourmentée nécessitant de nombreuses accélérations vives (typiquement : routes de montagnes), un rapport de transmission court sera plus judicieux. Au contraire, sur route droite et composé de grandes courbes rapides, un rapport de transmission long sera préféré afin de donner priorité à la vitesse de passage.

Sachez enfin qu'une dent en moins ou en plus sur le pignon SBV engendre plus d'effet (la différence est plus grande) qu'une dent en plus ou en moins sur la couronne.

Exemple, reprenons notre moto théorique ci-dessus :

• 14/43 = 0,326

• 14/44 = 0,318

• 13/43 = 0,302

On peut également obtenir le rapport idéal en variant sur les deux éléments (SBV et couronne). Sachez aussi qu'il est plus facile de remplacer rapidement un pignon de SBV (détendre la chaîne, changer le pignon) qu'une couronne (dépose complète de la roue arrière).
On peut par exemple monter un pignon avec une dent de plus pour faire de la liaison (vitesse de croisière et consommation y gagneront) et replacer rapidement par un pignon avec une dent de moins pour faire la bourre... heu... balade !!!

extrait du site drmania

Dernière mise à jour le: 03/05/2008

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